Принципы и методы передачи цифровых сообщений и сигналов
Большинство сообщений, передаваемых по каналам электрической или оптической связи, имеют аналоговое происхождение. К ним, в частности, относятся речевые сообщения в системах и сетях телефонной и радиотелефонной связи, программы звукового радиовещания, видео- и телевизионное сигналы. В то же время современные системы и сети передачи информации строятся на основе цифровых каналов связи. Вследствие этого для передачи аналоговых сообщений необходимо их преобразование в цифровую форму, т.е. в цифровой код, согласованный с каналом передачи. После приема необходимо обратное преобразование для восстановления исходной формы сообщения. В зависимости от характера используемого канала связи необходимые преобразования могут быть различными.
Дискретная система передачи аналоговых сообщений, представленная на рис. 2.1,а, в своей основе содержит дискретный канал передачи. Особенностью такого канала является передача значащей информации только в определенные дискретные моменты времени, которые, как правило, следуют с постоянным периодом. Аналоговое сообщение A(t), формируемое источником ИС и проходящее через входное устройство ВхУ, поступает на вход дискретизатора Д. В результате дискретизации сообщение преобразуется в последовательность дискретных отсчетов
,
где D – период дискретизации. Для восстановления аналогового сообщения достаточно фильтра нижних частот ФНЧ, с выхода которого сообщение через выходное устройство ВыхУ передается на оконечное устройство получателя сообщения ПС.
Рис. 2.1. Системы передачи аналоговых сообщений: а – по дискретному каналу; б – по цифровому каналу в параллельном коде; в – по цифровому каналу в последовательном коде
Цифровая система передачи аналоговых сообщений, представленная на рис. 2.1,б и основанная на цифровом канале параллельного типа (р-канал), в отличие от дискретной требует не только дискретизации сообщения во времени, но и квантования дискретных отсчетов по уровню. Таким образом, в аналого-цифровом преобразователе АЦП происходит полная замена аналогового сообщения A(t) последовательностью М-разрядных кодовых комбинаций. При обратном преобразовании цифро-аналоговый преобразователь ЦАП превращает каждую из кодовых комбинаций в одно из 2М возможных значений напряжения. В результате последовательность кодовых комбинаций на входе ЦАП трансформируется в ступенчато изменяющееся напряжение на его выходе. Окончательное восстановление аналогового сообщения происходит путем сглаживания в ФНЧ.
Цифровая система передачи аналоговых сообщений на основе последовательного s-канала, представленная на рис. 2.1,в, в отличие от цифровой системы параллельного типа позволяет передавать цифровые (кодовые) комбинации только в виде одноразрядных (битовых) потоков. С этой целью в структуру системы включены прямой и обратный преобразователи кодов (соответственно, ППК и ОПК). Оба преобразователя реализуются на основе сдвиговых регистров, ППК как преобразователь параллельного Р-кода в последовательный S-код, а ОПК как преобразователь последовательного S-кода в параллельный P-код.